JP6111963B2

JP6111963B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP6111963B2
Application number: JP2013207565A
Authority: JP
Inventors: 小野　雅人; 雅人小野
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2013-10-02
Filing date: 2013-10-02
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2033-10-02
Also published as: JP2015072348A

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来より、転写ローラと、転写ローラの軸心を経由して転写ニップに転写バイアス電流を流す給電ローラと備える画像形成装置が知られている（特許文献１参照）。

特開２００７−２５６８６０号公報

本発明の目的は、給電部材の放電による転写部材の劣化を抑制することができる画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１の画像形成装置は、導電性の芯軸及び当該芯軸に巻装されるイオン導電性の発泡体を有し、トナー像を記録媒体上に転写する転写部材と、前記転写部材と当接すると共に、前記転写部材に転写電流を供給する給電部材とを備え、前記転写部材の体積抵抗値と前記給電部材の体積抵抗値との差分が１．０ｌｏｇΩ・ｃｍ以下であることを特徴とする。

請求項２の画像形成装置は、請求項１記載の画像形成装置において、前記転写部材の体積抵抗値と前記給電部材の体積抵抗値との差分が０．５ｌｏｇΩ・ｃｍ以下であることを特徴とする。

請求項３の画像形成装置は、前記転写部材の体積抵抗値が、６．０〜８．０ｌｏｇΩ・ｃｍであることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、本発明を用いない場合に比べて、給電部材の放電による転写部材の劣化を抑制することができる。

請求項２の発明によれば、転写部材の体積抵抗値と給電部材の体積抵抗値との差分が０．５ｌｏｇΩ・ｃｍより大きく１．０ｌｏｇΩ・ｃｍ以下である場合と比べて、給電部材の放電による転写部材の劣化を抑制することができる。

請求項３の発明によれば、体積抵抗値が６．０〜８．０ｌｏｇΩ・ｃｍの転写部材を用いても、本発明を用いない場合に比べて給電部材の放電による転写部材の抵抗値の上昇を抑制することができる。

本実施形態にかかる画像形成装置の構成図である。（Ａ）は、二次転写ローラの概略構成図である。（Ｂ）は、給電ローラの概略構成図である。実施例１〜５及び比較例１〜３の各々に関する二次転写ローラの体積抵抗値、給電ローラの体積抵抗値、体積抵抗値の差分及び二次転写ローラの劣化の関係を示す図である。（Ａ）は図１の画像形成装置の第１変形例を示す図である。（Ｂ）は図１の画像形成装置の第２変形例を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本実施形態にかかる画像形成装置の構成図である。

図１の画像形成装置１は、例えば、複合機であるが、プリンタ、コピー機又はファクシミリ装置でもよい。画像形成装置１は、中間転写ベルト２１と、像担持体としての感光体ドラム１０と、感光体ドラム１０の表面を一様に帯電する帯電ローラ１１と、感光体ドラム１０上に静電潜像を形成する露光装置１２と、静電潜像に応じたトナー像を形成する現像器１３と、当該トナー像を中間転写ベルト２１に転写し、当該中間転写ベルト２１を搬送する一次転写ローラ１４とを備えている。さらに、画像形成装置１は、一次転写ローラ１４上のトナー像を用紙Ｓに転写する転写部材としての二次転写ローラ１５、二次転写ローラ１５に転写電流を供給する給電部材としての給電ローラ１６、給電ローラ１６に電圧を印加する転写バイアス電源（即ちＤＣ電源）１７と、二次転写ローラ１５と対向して配置されるバックアップローラ１８と、２つの搬送ローラ２０とを備えている。

トナー像は、負極性に帯電される。給電ローラ１６はトナー像と逆極性の電圧（即ち正極性の電圧）が印加されている。転写バイアス電源１７は、給電ローラ１６とバックアップローラ１８に接続されており、給電ローラ１６に二次転写用の電圧を印加する。二次転写ローラ１５の体積抵抗値は、６．０〜８．０ｌｏｇΩ・ｃｍ（いわゆる中抵抗領域）である。

中間転写ベルト２１は、２つの搬送ローラ２０及びバックアップローラ１８によって張架され、矢印Ｃ方向に移動する。中間転写ベルト２１に転写されたトナー像は、バックアップローラ１８及び二次転写ローラ１５によって用紙Ｓに転写される。感光体ドラム１０は矢印Ａ方向に回転駆動され、トナー像が形成された用紙Ｓは矢印Ｂ方向に搬送される。

ところで、二次転写ローラ１５と給電ローラ１６との体積抵抗値の差が大きいと、二次転写ローラ１５と給電ローラ１６との分圧が変わり、二次転写ローラ１５と給電ローラ１６との表面電位の差が大きくなり、給電ローラ１６が放電しやすくなる。この給電ローラ１６からの放電により二次転写ローラ１５の表面が劣化し、二次転写ローラ１５の耐久性が悪化する。例えば、二次転写ローラ１５の表面が劣化すると、二次転写ローラ１５の表面に割れやヒビが生じる。この現象は、特に中抵抗領域の二次転写ローラ１５で起こりやすい。

そこで、本発明者は、二次転写ローラ１５と給電ローラ１６との体積抵抗値の差を小さくすることで、二次転写ローラ１５と給電ローラ１６との表面電位の差を小さくし、給電ローラ１６の放電を抑制することを考案した。

以下、発明者が行った実施例及び比較例の実験について説明する。

（実施例１）
二次転写ローラ１５は、図２（Ａ）に示すように、直径８ｍｍの金属の芯軸１０１と当該金属の芯軸の周囲に巻装される発泡性のゴム１０２とで構成した。発泡性のゴム１０２は、イオン導電剤を添加した、ニトリルゴム及びエピクロルヒドリンゴムの混成物である。この混成物を厚さ５ｍｍで押し出し製法により成形及び加硫を行い、その成形された混成物を金属の芯軸１０１の外周に巻装した。以上のように作成された二次転写ローラ１５の体積抵抗値を常温常湿（ＪＩＳ規格に規定されている温度５−３５℃及び湿度４５−８５％）下で測定すると、二次転写ローラ１５の体積抵抗値は７．５ｌｏｇΩ・ｃｍであった。

給電ローラ１６は、図２（Ｂ）に示すように、直径６ｍｍの金属の芯軸１０３と当該金属の芯軸の周囲に巻装される発泡性のゴム１０４とで構成した。発泡性のゴム１０４は、イオン導電剤を添加した、ニトリルゴム及びエピクロルヒドリンゴムの混成物である。この混成物を厚さ３ｍｍで押し出し製法により成形及び加硫を行い、その成形された混成物を金属の芯軸１０３の外周に巻装した。以上のように作成された給電ローラ１６の体積抵抗値を常温常湿下で測定すると、給電ローラ１６の体積抵抗値は７．５ｌｏｇΩ・ｃｍであった。

本発明者は、上述のように作成された二次転写ローラ１５及び給電ローラ１６を画像形成装置１に装着し、公知の標準テストチャートを３０万枚印刷した。その後、ハーフトーンの評価画像を印刷して、本発明者は、印刷されたハーフトーンの評価画像の濃淡、色むら及び色抜けなどに基づいて二次転写ローラ１５の劣化を評価した。

（実施例２）
実施例２では、給電ローラ１６の体積抵抗値を６．５ｌｏｇΩ・ｃｍとした。給電ローラ１６の体積抵抗値を除いて、二次転写ローラ１５及び給電ローラ１６の構成は実施例１の構成と同様である。二次転写ローラ１５の体積抵抗値は実施例１と同様である。

給電ローラ１６の体積抵抗値は、ニトリルゴム及びエピクロルヒドリンゴムの混成物に添加されるイオン導電剤の量に応じて変更される。添加されるイオン導電剤の量を増加すれば、給電ローラ１６の体積抵抗値は減少し、添加されるイオン導電剤の量を減らせば、給電ローラ１６の体積抵抗値は増加する。実施例２では、添加されるイオン導電剤の量を実施例１のイオン導電剤の量よりも増加し、実施例１の体積抵抗値よりも給電ローラ１６の体積抵抗値を下げている。尚、ニトリルゴムは高い体積抵抗値を有し、エピクロルヒドリンゴムは低い体積抵抗値を有するので、混成物におけるニトリルゴム及びエピクロルヒドリンゴムの配合比率を変更することにより、給電ローラ１６の体積抵抗値を変更してもよい。

本発明者は、上述した実施例１の二次転写ローラ１５の劣化の評価方法と同様の方法を用いて、実施例２の二次転写ローラ１５の劣化を評価した。

（実施例３）
実施例３では、給電ローラ１６の体積抵抗値を７．０ｌｏｇΩ・ｃｍとした。給電ローラ１６の体積抵抗値を除いて、二次転写ローラ１５及び給電ローラ１６の構成は実施例１の構成と同様である。二次転写ローラ１５の体積抵抗値は実施例１と同様である。実施例３では、添加されるイオン導電剤の量を実施例１及び実施例２のイオン導電剤の量の平均値に設定し、給電ローラ１６の体積抵抗値を実施例１及び実施例２の体積抵抗値の平均値とした。本発明者は、上述した実施例１の二次転写ローラ１５の劣化の評価方法と同様の方法を用いて、実施例３の二次転写ローラ１５の劣化を評価した。

（実施例４）
実施例４では、給電ローラ１６の体積抵抗値を８．５ｌｏｇΩ・ｃｍとした。給電ローラ１６の体積抵抗値を除いて、二次転写ローラ１５及び給電ローラ１６の構成は実施例１の構成と同様である。二次転写ローラ１５の体積抵抗値は実施例１と同様である。実施例4では、添加されるイオン導電剤の量を実施例１のイオン導電剤の量よりも減少し、実施例１の体積抵抗値よりも給電ローラ１６の体積抵抗値を上げている。本発明者は、上述した実施例１の二次転写ローラ１５の劣化の評価方法と同様の方法を用いて、実施例４の二次転写ローラ１５の劣化を評価した。

（実施例５）
実施例５では、給電ローラ１６の体積抵抗値を８．０ｌｏｇΩ・ｃｍとした。給電ローラ１６の体積抵抗値を除いて、二次転写ローラ１５及び給電ローラ１６の構成は実施例１の構成と同様である。二次転写ローラ１５の体積抵抗値は実施例１と同様である。実施例５では、添加されるイオン導電剤の量を実施例１及び実施例４のイオン導電剤の量の平均値に設定し、給電ローラ１６の体積抵抗値を実施例１及び実施例４の体積抵抗値の平均値とした。本発明者は、上述した実施例１の二次転写ローラ１５の劣化の評価方法と同様の方法を用いて、実施例５の二次転写ローラ１５の劣化を評価した。

（比較例１）
比較例１では、直径が６ｍｍで体積抵抗値が４．０ｌｏｇΩ・ｃｍ以下である、ステンレス製の金属円柱体を給電ローラ１６として使用した。ここでは、発泡性のゴムが金属円柱体の外周に巻装されていない。本発明者は、上述した実施例１の二次転写ローラ１５の劣化の評価方法と同様の方法を用いて、比較例１の二次転写ローラ１５の劣化を評価した。

（比較例２）
比較例２では、給電ローラ１６の体積抵抗値を６．０ｌｏｇΩ・ｃｍとした。給電ローラ１６の体積抵抗値を除いて、二次転写ローラ１５及び給電ローラ１６の構成は実施例１の構成と同様である。二次転写ローラ１５の体積抵抗値は実施例１と同様である。比較例２では、添加されるイオン導電剤の量を実施例２のイオン導電剤の量よりも増加し、実施例２の体積抵抗値よりも給電ローラ１６の体積抵抗値を下げている。本発明者は、上述した実施例１の二次転写ローラ１５の劣化の評価方法と同様の方法を用いて、比較例２の二次転写ローラ１５の劣化を評価した。

（比較例３）
比較例３では、給電ローラ１６の体積抵抗値を９．０ｌｏｇΩ・ｃｍとした。給電ローラ１６の体積抵抗値を除いて、二次転写ローラ１５及び給電ローラ１６の構成は実施例１の構成と同様である。二次転写ローラ１５の体積抵抗値は実施例１と同様である。比較例３では、添加されるイオン導電剤の量を実施例４のイオン導電剤の量よりも減少し、実施例４の体積抵抗値よりも給電ローラ１６の体積抵抗値を上げている。本発明者は、上述した実施例１の二次転写ローラ１５の劣化の評価方法と同様の方法を用いて、比較例３の二次転写ローラ１５の劣化を評価した。

図３は、実施例１〜５及び比較例１〜３の各々に関する二次転写ローラ１５の体積抵抗値、給電ローラ１６の体積抵抗値、体積抵抗値の差分及び二次転写ローラ１５の劣化の関係を示す図である。

上述したように、二次転写ローラ１５の劣化は、印刷されたハーフトーンの評価画像の濃淡、色むら及び色抜けなどに基づいて評価されている。図３では、印刷されたハーフトーンの評価画像に色むら及び色抜けが無く、且つ当該評価画像の濃度が基準のハーフトーン画像の濃度の９割以上である場合を「◎」で示している。尚、基準のハーフトーン画像の濃度とは、例えば、標準テストチャートを３０万枚印刷する前に印刷されたハーフトーン画像の濃度である。印刷されたハーフトーンの評価画像に色むら及び色抜けが無く、且つ当該評価画像の濃度が基準のハーフトーン画像の濃度の８割以上である場合を「○」で示している。印刷されたハーフトーンの評価画像にむら及び色抜けが無く、且つ当該評価画像の濃度が基準のハーフトーン画像の濃度の８割未満である場合を「△」で示している。印刷されたハーフトーンの評価画像に色むら及び色抜けがある場合を「×」で示している。

ここで、評価画像の濃度が基準のハーフトーン画像の濃度の８割未満である場合（「△」の場合）や印刷されたハーフトーンの評価画像に色むら及び色抜けがある場合（「×」の場合）には、二次転写ローラ１５の転写能力が落ちており、良好な出力結果が得られないため、二次転写ローラ１５は交換が必要な劣化状態であると判断される。

図３の評価結果によれば、二次転写ローラ１５と給電ローラ１６との体積抵抗値の差を１．０ｌｏｇΩ・ｃｍ以下にすると、給電ローラ１６の放電による二次転写ローラ１５の劣化が抑制されることがわかる。二次転写ローラ１５と給電ローラ１６との体積抵抗値の差を０．５ｌｏｇΩ・ｃｍ以下にすると、さらに二次転写ローラ１５の劣化が抑制されることがわかる。

尚、上記実施の形態では、給電ローラ１６が二次転写ローラ１５に当接するように設けられているが、例えば、図４（Ａ）に示すように、給電ローラ１６ａが一次転写ローラ１４に当接するように設けられていてもよい。給電ローラ１６ａ及び一次転写ローラ１４はそれぞれ給電ローラ１６及び二次転写ローラ１５と同様の材料で形成されている。転写バイアス電源１７が、給電ローラ１６と同様に、給電ローラ１６ａに電圧を印加する。この場合、一次転写ローラ１４と給電ローラ１６ａとの体積抵抗値の差を１．０ｌｏｇΩ・ｃｍ以下にすると、給電ローラ１６ａの放電による一次転写ローラ１４の劣化が抑制される。一次転写ローラ１４と給電ローラ１６ａとの体積抵抗値の差を０．５ｌｏｇΩ・ｃｍ以下にすると、さらに一次転写ローラ１４の劣化が抑制される。

また、上記実施の形態では、図１の画像形成装置１は、トナー像を一旦中間転写ベルト２１に転写する中間転写方式の画像形成装置であるが、図４（Ｂ）に示すように、感光体ドラム１０から直接用紙にトナー像を転写する直接転写方式の画像形成装置でもよい。

図４（Ｂ）では、画像形成装置１は、図１と同様に、感光体ドラム１０、帯電ローラ１１、露光装置１２、現像器１３及び転写バイアス電源１７を備えている。さらに、画像形成装置１は、トナー像を用紙Ｓに転写し、当該用紙Ｓを矢印Ｂ方向に搬送する転写ローラ２５と、転写ローラ２５に転写電流を供給する給電部材としての給電ローラ１６ｂとを備えている。給電ローラ１６ｂ及び転写ローラ２５はそれぞれ給電ローラ１６及び二次転写ローラ１５と同様の材料で形成されている。この場合、転写ローラ２５と給電ローラ１６ｂとの体積抵抗値の差を１．０ｌｏｇΩ・ｃｍ以下にすると、給電ローラ１６ｂの放電による転写ローラ２５の劣化が抑制される。転写ローラ２５と給電ローラ１６ｂとの体積抵抗値の差を０．５ｌｏｇΩ・ｃｍ以下にすると、さらに転写ローラ２５の劣化が抑制される。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能である。

１画像形成装置
１０感光体ドラム
１１帯電ローラ
１２露光装置
１３現像器
１４一次転写ローラ
１５二次転写ローラ
１６、１６ａ、１６ｂ給電ローラ
１７転写バイアス電源
１８バックアップローラ
２５転写ローラ

Claims

導電性の芯軸及び当該芯軸に巻装されるイオン導電性の発泡体を有し、トナー像を記録媒体上に転写する転写部材と、
前記転写部材と当接すると共に、前記転写部材に転写電流を供給する給電部材とを備え、
前記転写部材の体積抵抗値と前記給電部材の体積抵抗値との差分が１．０ｌｏｇΩ・ｃｍ以下であることを特徴とする画像形成装置。
前記転写部材の体積抵抗値と前記給電部材の体積抵抗値との差分が０．５ｌｏｇΩ・ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記転写部材の体積抵抗値が、６．０〜８．０ｌｏｇΩ・ｃｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。